基于轻烃回收装置能耗优化分析

发表时间:2021/2/19   来源:《电力设备》2020年第31期   作者:伍运昌
[导读] 【摘要】本文主要分析了轻烃回收装置的能耗情况,重点介绍了基于轻烃回收装置的能耗优化策略,它不仅可以提高轻烃回收装置运行的稳定性和安全性,还能在生产产品质量达标的基础上逐渐拓宽回收装置低负荷的运行范围,以此来提高获得的经济效益。
        (南京中设石化工程有限公司)
        【摘要】本文主要分析了轻烃回收装置的能耗情况,重点介绍了基于轻烃回收装置的能耗优化策略,它不仅可以提高轻烃回收装置运行的稳定性和安全性,还能在生产产品质量达标的基础上逐渐拓宽回收装置低负荷的运行范围,以此来提高获得的经济效益。通过对轻烃回收装置的应用研究,可以进一步提高设备的适用性,也能通过优化分子筛吸附周期、改变水泵的供水方式来提高应用效果,创造出最大的经济和社会效益。
        【关键词】轻烃回收装置;适应性改造;能耗分析
        随着经济的发展以及社会的进步,能源需求逐渐提高,尤其是对于石油来说,作为能源结构中的重要组成部分,更要满足节能的要求下,提高产品的质量。轻烃回收装置主要能耗体现在各个塔底重沸器上,对于这个装置来说,节能的关键点也是降低各个重沸器的热负荷来实现的。在这一过程中,还要确保产品的整体质量不会降低。而轻烃回收装置能耗较高的原因也需要相关人员不断进行分析,并针对性的提出解决措施,这样才能更好的实现目标。
        增压单元采用的循环水冷却方法
        轻烃回收装置压力一般是确定的,也就是说,压力较低或者较低都不能满足装置的要求。如果压力较低,就很可以对油气田伴生气的处理能力减弱。要想把油气田伴生气压力提高的话,就需要增设活塞式压缩机,那么相应的天然气被压缩机压力也会升高,同时还会伴随温度的升高。循环水冷却器两用换热技术通常会按照水冷却器的工作原理进行工作。如果在夏季,温度较高就不用进行生产伴热和生产厂房进行供暖。那么,就可以将采暖水供水阀以及采暖水的回水阀关闭,也可以打开循环泵循环水的供水阀以及通向冷水塔的回水阀达到目的。环经过压缩机输入口的天然气就可以利用之前循环水泵中温度较低的水温从而实现降温的目的。当天然气达到水冷器输入框所要求的温度值时,就可以经过换热的过程,将温度值降低,用来起冷却作用的水输入口的温度值也会进行变化,随之输出值也会被控制在一定范围内。对于冬天来说,就需要利用天然气在通过冷却器过程中所带来的热量对生产厂房以及排污管线中的温度进行提高。之后,还需要进一步打开暖水供水阀以及采暖水的回水阀,这是一项必要的操作。当天然气到达水冷器输入口时,温度值也会相对温度,但是输出口的温度值就会升高。针对这种情况,就需要利用轻烃回收装置来实现增压。并且从相关数据中可以看出,由于冬季减少使用蒸汽锅炉,成本也会逐渐降低。而轻烃回收装置还可以更好的满足商品天然气水露点、烃露点等的输送要求,通过实现回收液化气和稳定轻烃,最终提高经济效益。具体情况如下图 1所示:
 
        图 1增压单元采用的循环水冷却方法
        分子筛脱水单元应用的再生气换热方法
        轻烃回收装置大多会采取分子筛脱水程序来实现脱水的目的,在这个过程中还可以划分成天然气吸附流程、分子筛再生流程、分子筛冷吹流程三个部分。对于这三个流程来说,需要按照一定的顺序进行。当处于分子筛再生流程时,就可以利用再生气加热炉来实现对天然气的加热作用,之后再经过高温处理实现对天然气饱和水的吸附。在分子筛冷吹过程中,为了确保再生气进入外输管网外输之前将温度降下来,就需要将产生的高温通过再生气进入外输管网外输之前实现降温,之后在将产生的高温再生气通过水冷却器进行冷却作用。在再生气进入加热炉的前端配置中,就需要设置再生气换热器,之后实现再生气和高温的再生气执行换热的环节,将完成后输送到加热炉中实现再次加热。由于换热环节的设计,就会将加热炉中所需要的燃材料使用量降低。而在分子筛加热环节,低温的再生气就可以通过再生气换热器实现换热,将温度提升,再经过加热炉执行,温度还会进一步升高。通过分子筛冷吹环节后,再生气就不需要经过再生气加热炉对温度进行控制。通常来说,只需要经过再生气加热炉中的旁通装置,就可以到达分子筛塔直接进行冷吹环节,将温度较高的分子筛温度值降低。之后,进行天然气吸附过程,并开始新的分子筛脱水环节。具体情况如下图 2所示:
 
        图 2分子筛脱水单元应用的再生气换热方法流程
        分馏单元应用的进料以及塔底产品换热方式
        脱丁烷塔内部主要会由于天然气凝液将其进一步划分成液化气和稳定轻烃。脱丁烷塔的塔底可以稳定轻烃,还可以对增设在脱丁烷塔进料口附近的换热器进行重新解热,将原料进料的温度进一步提高,这样也可以有效的实现减少塔底重沸器负荷的目标。之后,就可以采用进料和塔底产品的换热技术,将进料的温度进行提高,还能将塔底材料温度降低。
        对空冷器采取的优化手段
        对空冷器中制冷管束的多少以及采用电动机台数多少都会和能耗产生很大的关系,并且能耗的标准是按照气温最高的夏季进行设计的。但是在冬季,气温低就可以减少空冷器的电动机数量方式来实现节能的目的。
        结束语
        综上所述,轻烃回收装置进行优化主要是为了通过各种方式降低能耗。并且,在这一装置中能量消耗主要是各个塔底重沸器,然后就是蒸汽和电的消耗。因此,要想提高装置的节能性就要在确保产品生产质量的前提下进一步降低重沸器的热负荷。除此之外,还可以在满足产品各项生产要求下,将稳定塔的回流比进行下降。这样一来,不仅可以降低塔底重沸器的负荷,还能降低塔顶冷凝冷却的负荷,也能有效的达到降低能耗的目的。
        【参考文献】
        [1]胡林杰.轻烃回收装置能耗优化的研究[J].化工管理,2018,(22):100.
        [2]杨震,张亚飞,曾博, 等.轻烃回收厂冷却系统余热利用及工艺优化研究[J].天然气与石油,2019,37(4):100-105.
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